ICPOES基本原理ppt课件

GFAAS 优秀 低 102 1~5% 很少 很多
第十九页，共22页。
分析技术比较（2）
ICP-MS
ICP-OES
FAAS
GFAAS
耐盐份
0.1~0.4%
3~30%
0.5~3%
高达20%
可测元素
78
78
68
50
样品用量
少
中等
高
很少
能否半定量
能
能
否
否
第二十页，共22页。
ICP-OES小结
1、元素分析技术； 2、宽线性范围ppb~%；
离子可产生一系列不同波长的特征光谱，通过识别待测元素的特征谱线存在与否进行定性分 析。
第八页，共22页。
半定量
半定量是对样品中一些元素的浓度进行大致估算。与定量分 析相比较，半定量希望通过较少地努力来大致得到许多元素 的浓度。
一种半定量的方法是对许多元素进行一次曲线校正，并 将标准曲线储存起来。然后在需要进行半定量时，直接采用 原来的曲线对样品进行测试。结果会因仪器的飘移而产生误 差或因样品基体的不同而产生误差，但对于半定量来说，可 以接受。
2）当处于基态的气态原子或离子吸收了一定的外界能量时，其核外电子就从一种能量状态
（基态）跃迁到另一能量状态（激发态）；
3）处于激发态的原子或离子很不稳定，经约10-8秒便跃迁返回到基态，并将激发所吸 收的能量以一定的电磁波辐射出来；
4）将这些电磁波按一定波长顺序排列即为原子光谱（线状光谱）；
5）由于原子或离子的能级很多并且不同元素的结构是不同的，因此，对特定元素的原子或
是间接的----样品性质（基体性质，如：样品组成、溶液粘度、样品分散度等）对
ICP影响小。

PHZ-预热区 尾焰
离子・发射光谱的产生
离子化（游离）
E2 E1 E0 激发状态 ２ １ 离子 电子 原子核 能级 エネル ギ－ Ｅ２ Ｅ１ ΔＥ ｈν
离子化
频率ν
◆在等离子体中元素原子化、离子化 ◆在等离子体中元素发射特征波长的光
9
ICP发射光谱分析的基本原理
1.
2. 3.
ICP发射光谱分析过程主要分为三步, 即激发、分光和 检测. 利用等离子体激发光源（ICP）使试样蒸发汽化, 离解 或分解为原子状态，原子可能进一步电离成离子状态， 原子及离子在光源中激发发光。 利用光谱仪器将光源发射的光分解为按波长排列的光 谱。 利用光电器件检测光谱，按测定得到的光谱波长对试 样进行定性分析，按发射光强度进行定量分析
ICP-AES
2 基体效应的干扰
喷射管 样品与标准溶液粘度的差异
干扰因素
ICP-AES
2 基体效应的干扰
使用内标。
干扰因素
ICP-AES
3 电离效应的干扰
@
易电离的元素引起的电离干扰。ICP-MS 更为严重。包括增强或抑制效应。
干扰因素
ICP-AES
3 电离效应的干扰的消除
仪器条件的最佳化 加入电离效应缓冲液
ICP发射光谱分析方法
定性分析
定量分析
半定量分析 需进行使样品溶液化的前处理
定性分析
定性分析
要确认试样中存在某个元素，需要在试样 光谱中找出三条或三条以上该元素的灵敏 线，并且谱线之间的强度关系是合理的； 只要某元素的最灵敏线不存在，就可以肯 定试样中无该元素。
定量分析
工作曲线法
标准样品的组成与实际样品一致 在工作曲线的直线范围内测定
轴向和横向观测

I acb
二十世纪70－80年代，直流电弧，交流电弧、 电火花为光源以及计算机联用，进一步提高了光谱 分析的精密度和准确度，实现了自动化。使光谱定 量分析在现代分析化学中占有极其重要的地位。
原子发射光谱仪的基本原理
原子光谱是原子内部运动的一种客观反映,原子光谱的 产生与原子的结构密切有关。在原子光谱分析时，最被关心 的是光谱线波长的选择，以及所选光谱线的强度，而谱线的 波长以及影响谱线强度的因素与原子结构密切相关。因此， 一个光谱分析工作者有必要对原子结构及辐射跃迁过程有所 了解。
Al,As,K,Na,Ni,Pb,Sb,Se,Tl,Ti,Zr,Sc,Y,La,Eu,Dy,Ho,Er,Yb ,Lu,Na,Pd,Pt,Au,P,Si,S,C 10-100ppb I,U,Th,Ce,Pr,Nd,Sm,Gd,Tb,Ta,W,Hf
精密度好
无基体，浓度在检测限以上100倍时，RSD优于1%,有时可低 于0.5%,
原子发射光谱仪的类型，目前常用的光源有以下两种： 一类是经典光源（电弧及火花），另一类是等离子体及辉光 放电光源，其中以电感耦合等离子体光源（ICP）居多，在不 同的领域中得到广泛的应用。
等离子体光源
• 直流等离子体光源 (DCP) • 电感耦合等离子体光源（ICP） • 微波等离子体光源 (MWP)
原子发射光谱分析的误差，主要来源是光源，因此在选 择光源时应尽量满足以下要求：
1、高灵敏度，随着样品中浓度微小变化，其检出的信号有 较大的变化；
2、低检出限，能对微量和痕量成份进行检测； 3、良好的稳定性，试样能稳定地蒸发、原子化和激发，分 析结果具有较高的精密度； 4、谱线强度与背景强度之比大（信噪比大）； 5、分析速度快； 6、结构简单，容易操作，安全； 7、自吸收效应小，校准曲线的线性范围宽。

ICP-OES能分析约73种元素
原子光谱原理
物质被热激发成原子和离子 测量原子和离子吸收和发出的光 即△E=hv=hc/λ 量子理论：吸收和发射发生在分立的能级 能级和波长之间的对应关系
原子吸收和发射能量
外层电子 吸收能量 hv 原子基态 hv 能量发射 原子激发态
原子发射能量示意图
发射
FAAS
GFAAS
耐盐份
0.1~0.4%
3~30%
0.5~3%
高达20%
可测元素
78
78
68
50
样品用量
少
中等
高
很少
能否半定量
能
能
否
否
ICP-OES小结
1、元素分析技术； 2、宽线性范围ppb~%； 3、可分析70多种元素； 4、精密度优于1%； 5、化学干扰少； 6、分析速度快。
ICP-OES
基本原理
概
述
原子发射光谱分析是一种已有一个世纪以上悠久历史 的分析方法，原子发射光谱分析的进展，在很大程度上 依赖于激发光源的改进。到了60年代中期，Fassel和 Greenfield分别报道了各自取得的重要研究成果，创立了 电感耦合等离子体原子发射光谱新技术，这在光谱化学 分析上是一次重大的突破，从此，原子发射光谱分析技 术又进入一个崭新的发展时期。与此同时，其它等离子 体光谱分析技术（直流等离子体、微波等离子体）也得 到了长足的进步。
何谓等离子体
高温气体； 离子和电子云； 整个等离子体呈电中性； RF发生器使电感线圈发生高频震荡磁场； RF发生器能量耦合到氩气中； 高温达10000K。
等离子体
三圆同心玻璃管
水冷的耦合线圈
磁场 辅助气 等离子体气